Fallstudie
Edge Computing für Global Liquified Natural Gas Company
Edge Computing im Midstream
Wie dieses EPC-Unternehmen Stratus® einsetzt Edge Computing zur Gewährleistung einer 100%igen Betriebszeit für den LNG-Terminalbetrieb und die Onshore/Offshore-Pipeline-Überwachung eines Kunden
Herausforderungen
- 100%ige Betriebszeit für die Überwachung von LNG-Pipelines und -Terminals
- Ermöglichen Sie die Sichtbarkeit von Abläufen über Onshore-, Offshore- und Unternehmensstandorte hinweg
- Schnelle und sichere Inbetriebnahme des neuen Systems durch externe Mitarbeiter
- Entwicklung einer skalierbaren und wiederholbaren Rockwell Automation-basierten Überwachungs- und Steuerungsarchitektur
Lösung
- Stratus ztC Edge® Plattformen in gepaarter, fehlertoleranter Konfiguration mit fünf VMs
- Rockwell Automation® FactoryTalk® SE
- Rockwell Automation-Historiker
- Rockwell Automation Thin Client®-Server mit sechs Thin Clients
- Engineering-Arbeitsplatz
Vorteile
- Ersetzen der doppelten Systeme durch eine einzige Stratus ztC Edge Computing Plattform
- Ungeplante Ausfallzeiten wurden um 100 % reduziert
- Ermöglichte neue Ebenen der Berichterstattung, um die Geschäftsentscheidungen der Endkunden zu unterstützen
- Erhöhte Sicherheit durch automatische Abschaltung an der Pipeline und am Schiff
- Das neue System wurde 20 % schneller geliefert
- Reduzierung des Supports für den Anschlussmarkt um 50
Das führende EPC-Unternehmen ist auf den Betrieb von Onshore- und Offshore-Pipelines spezialisiert und bietet seinen Kunden ein breites Spektrum an Ingenieur- und Projektmanagementleistungen für die Sammlung, Übertragung und Verarbeitung von Kohlenwasserstoffprodukten.
Aufgrund der nachweislichen Erfolge in der Branche wählte ein weltweit tätiges Unternehmen für Flüssigerdgas das Unternehmen aus, um eine schwimmende Produktions-, Lager- und Entladeeinheit (FPSO) mit Onshore-Anlagen zu verbinden, die zwei Standorte in der Karibik mit LNG versorgen. Die EPC-Firma entwarf die Unterwasser-Pipelines, die sieben Meilen an Land zu einem Kraftwerk - das ein Drittel einer Karibikinsel mit Strom versorgt - und zu Kesseln, die ein großes Aluminiumwerk antreiben, führen.
Mit Stratus Edge Computingerfüllte das EPC-Unternehmen die Anforderung des Midstream-Öl- und Gasunternehmens nach einer 100-prozentigen Betriebszeit für die LNG-Überwachung des Terminalbetriebs. Sie konsolidierten die Offshore- und Onshore-Überwachungssysteme in einer fehlertoleranten Plattform Stratus , die Informationen über Thin Clients austauscht. Die Lösung ermöglichte genaue Messungen und den Austausch von Daten zwischen dem FPSO und dem Onshore-Terminal sowie die Transparenz für die Unternehmenszentrale.
Durch den Einsatz der Stratus Edge Computinglieferte das EPC-Unternehmen die Lösung 20 % schneller an das LNG-Unternehmen, ermöglichte die Fernverwaltung des Systems und reduzierte den Kundendienst um 50 %. Thin-Clients, die auf der Plattform Stratus laufen, ermöglichten einen Echtzeit-Fernzugriff auf die Daten und reduzierten den Bedarf an Personal vor Ort um 50 %.
In den drei Jahren, in denen die Stratus Plattformen an den karibischen Standorten eingesetzt wurden, hat die LNG-Organisation keine Ausfallzeiten in ihrem LNG-Überwachungssystem erlebt.
Zentralisierte Überwachung und Steuerung von LNG-Offshore- und Onshore-Betrieben
Um die beiden Standorte in der Karibik mit Flüssigerdgas zu versorgen, betreibt das Öl- und Gasunternehmen eine FPSO-Plattform und ein Gasaufbereitungsschiff, die über eine Unterwasser- und eine Landpipeline miteinander verbunden sind. Die Pipeline verläuft drei Meilen unter Wasser und vier Meilen an Land, um LNG für die Energieversorgung eines Drittels des Landes und für eine Bauxitfabrik bereitzustellen. Die EPC-Firma hat die Pipeline und die Terminals im Jahr 2019 mit einer Steuerungs- und Automatisierungsarchitektur entworfen und gebaut, die Rockwell Automation, Standard-PCs und einen zentralen Historiker verwendet, der über einen Webzugang mit den Terminals und dem FPSO verbunden ist. Die Systeme an beiden Standorten analysierten dieselben physischen Anlagen, duplizierten das HMI-Steuerungssystem (Human-Machine-Interface) und nutzten gemeinsame Ein-/Ausgänge (I/Os).
Die Überwachung der Anlagen von zwei Standorten aus war zwar effektiv, aber jedes Mal, wenn auf einem System eine Aktualisierung erforderlich war, musste das Team die gleiche Aktualisierung auf dem anderen System vornehmen. Mit der Zeit wurde die Wartung der Systeme immer unpraktischer, was zu Systemausfällen führte. Die Ausführung von Anwendungen auf Standard-PCs - die oft nicht zuverlässig waren - führte zu mehr Ausfallzeiten und erforderte häufigere Upgrades.
"Die Art und Weise, wie die ztC Edge Plattform mit dem Cisco-Switch und der Cisco-Firewall verbunden war. Das war wirklich nahtlos. Da gab es überhaupt keine Probleme."
Vizepräsident für Automatisierung
und Technik
"Die Verwendung von Stratus Edge Computing hat mir viel Zeit, Nerven und Kopfzerbrechen erspart. Es hat meine durchschnittliche Zeit für die Bereitstellung eines Systems um etwa 20 % reduziert. Es hat meinen Kundendienst um etwa 50 % reduziert. Während der Garantiezeit gab es nur sehr wenige - wenn überhaupt - Probleme mit dem System. Drei Jahre lang gab es keine Patches oder Updates. Wir waren beeindruckt von der Art und Weise, wie Stratus das Problem identifiziert hat, bevor wir es überhaupt bemerkt haben.
Vizepräsident für Automatisierung
und Technik
Standardisierung der Steuerung mit Stratus und Rockwell Automation
Das Unternehmen wollte eine 100-prozentige Betriebszeit für die Überwachung seines LNG-Terminals erreichen und beauftragte das EPC-Unternehmen mit der Aufrüstung der ursprünglichen Steuerungsarchitektur. Außerdem wollte das Unternehmen die neue Architektur auf Rockwell Automation standardisieren und auf seine anderen Öl- und Gasanlagen anwenden.
Die EPC-Firma empfahl die Zentralisierung der beiden Standorte und die Konsolidierung der Software auf einer Stratus Edge Computing Plattform. Das Team entschied sich für die Stratus ztC Edge Compute Platform in einer gepaarten Konfiguration (Dual Node Deployment), um Fehlertoleranz zu gewährleisten. Mithilfe der in die Plattform integrierten Virtualisierung installierte das Team fünf virtuelle Maschinen (VMs), einen Historian, einen Thin-Client-Server, eine Speicher-Engine und den Hauptcontroller. Außerdem wurden sechs Thin-Clients zur Ausführung der technischen Workstation hinzugefügt, so dass die Plattform den Status des Pipelinesystems und der Terminals an das Reklassifizierungsschiff liefern kann.
Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Standorten und dem Bauxitwerk erfolgt über eine redundante drahtlose Verbindung und ein Glasfasernetz mit automatischer Ausfallsicherung, falls eine der beiden Verbindungen ausfällt. In einem Fall fiel ein Glasfasernetz aus, und das System funktionierte weiterhin einwandfrei über Funk.
Schnelle Bereitstellung und Ferninbetriebnahme mit Stratus
Mit Stratus ztC Edgenahm das EPC-Unternehmen die neue Steuerungsarchitektur trotz schwieriger Umstände schnell in Betrieb. Die Einfachheit der ztC Edge Plattform reduzierte die Zeit für die Serverkonfiguration um 20 % und diente während dieses Prozesses als Kontrollmechanismus für mehrere Funktionen. Außerdem wurde eine Massenbilanzanwendung eingebaut, die es dem LNG-Unternehmen ermöglichte, die Durchflussmesser auf dem Schiff mit denen an Land zu vergleichen. Wurden Diskrepanzen festgestellt, konnte die Plattform den Prozess abschalten, damit die Betreiber den Kurs korrigieren konnten. Über die Plattform Stratus konnte das Unternehmen auch eine Abschaltung implementieren, um
den Prozess sowohl an der Rohrleitung als auch am Schiff abzuschalten, je nachdem, wo das Problem auftrat. Die ztC Edge Plattform automatisierte auch ein Temperaturprofil zwischen der unter Wasser verlaufenden und der an Land ankommenden Pipeline, um auf Lecks zu achten.
Die Inbetriebnahme erfolgte schrittweise, wobei zunächst das neue Steuerungssystem mit der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) und anschließend die Kessel fertiggestellt wurden. In der letztgenannten Phase musste das Team die Anlage mitten in der COVID-Pandemie in Betrieb nehmen und führte die Inbetriebnahme erfolgreich per Fernzugriff durch. Die EPC-Firma aktivierte ein Apple iPad und ein Galaxy Tab als Thin Client im System, so dass ein Techniker aus der Ferne Kalibrierungen vornehmen oder Fehler beheben konnte, da der Kontrollraum nicht in Betrieb war. Nach dem Erfolg der Ferninbetriebnahme wandte das Team den gleichen Ansatz für die Teams an, die den Betrieb der Turbinen verwalten, und reduzierte die Notwendigkeit, zur Überwachung des Betriebs vor Ort zu sein, um 50 %.
Betriebliche Transparenz ohne Ausfallzeiten
Mit der Überwachung und Steuerung auf den gepaarten ztC Edge Knoten läuft, sammelt und protokolliert die Plattform alle Durchflussdaten und die Leistung der Stromerzeugungsturbinen. Eine Funktion zur Erstellung von Berichten ermöglicht es dem LNG-Unternehmen dann, lokale Berichte zu erstellen und die Informationen an die Zentrale zu übermitteln. Dank der Verarbeitungsleistung der Edge Computing Plattform kann alles, was im Terminal, im Kraftwerk und bei der Gasversorgung passiert, in umfassenden Berichten dargestellt werden.
Von dort aus können die Mitarbeiter die wichtigen Daten in die Geschäftssysteme des Unternehmens herunterladen, was die Abwicklung von Buchhaltungs- und Prognoseaufgaben erleichtert.
Durch den Einsatz von Stratus Edge Computinginmitten einer weltweiten Pandemie hat die EPC-Firma die Überwachungs- und Steuerungssysteme dieses LNG-Unternehmens umgestellt, um das Ziel einer 100-prozentigen Betriebszeit zu erreichen, während die Inbetriebnahme des Systems in 20 % kürzerer Zeit erfolgte und der Kundendienst um fast 50 % reduziert wurde. Das System bietet ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und übertrifft die ursprüngliche dreijährige Garantiezeit ohne Systemprobleme.
Stratus ztC Edge Plattformen in gepaarter, fehlertoleranter Konfiguration laufen:
- 5 VMs
- Rockwell Automation® FactoryTalk® SE
- Rockwell Automation-Historiker
- Rockwell Automation Thin Client®-Server mit sechs Thin Clients
- Engineering-Arbeitsplatz
"Mein Rat an andere: Schauen Sie sich Stratus Edge Computing
Plattformen gründlich zu prüfen. Die direkten Kosten sind vielleicht etwas höher, aber die indirekten Kosten werden dadurch erheblich gesenkt. Manchmal schaut niemand auf
, aber die Entwicklungszeit, die Bereitstellungszeit und die Zeit für den Aftermarket-Support sind allesamt wichtige Faktoren, die manchmal die Gewinne von
schmälern können."
Vizepräsident für Automatisierung
und Technik
